مقایسه پردازنده Xbox One X و PS4 Pro

شرکت‌های سونی و مایکروسافت برای تامین نیاز روزافزون مردم دنیا به محتوای 4K، مجبور به عرضه یک کنسول میان‌ نسلی شدند که می‌توانست محتوای 4K را با کیفیت معقولی به نمایش بگذارد. در همین نقطه، کنسول‌های Xbox One X و PlayStation 4 Pro به دنیای کنسول‌های بازی پا گذاشتند. اما مایکروسافت توانسته تا نسبت به رقیب ژاپنی‌اش بهتر عمل کند و کنسول قوی‌تری را به بازار عرضه کند. در این مقاله قصد داریم که نگاهی به تفاوت پردازنده‌های این دو دستگاه بیندازیم.

مباحثی که در این مقاله‌ اهمیت دارد، بیشتر به نحوه ساخت یک پردازنده مربوط می‌شود و تغییرات سیستم عامل دستگاه در طول زمان، باعث تغییری در این مقاله نمی‌شود.

برای بررسی پردازنده‌های این دو کنسول، یک حساب کاربری در وبسایت Flicker با نام Fritzchens Fritz، موفق شده تا با مقدار زیادی حرارت، پردازنده‌های این دو کنسول را از برد اصلی دستگاه جدا کرده و از مدار عملیاتی خارج کند. سپس با از بین بردن تدریجی لایه‌های بالایی پردازنده، به لایه معماری پردازنده رسیده است؛ این‌ قسمت از پردازنده، نشان‌ دهنده کار اصلی مهندسان شرکت‌های سونی، مایکروسافت و AMD است و می توان بهینه‌ سازی‌های هر شرکت را در این نقطه مشاهده کرد. عکس‌هایی که با استفاده از میکروسکوپ از این قسمت گرفته می‌شود، اطلاعات مناسبی را درباره نحوه کارکرد این دو دستگاه ارائه می‌دهد.

در ساخت و تولید هر پردازنده، ساخت قطعه‌ای به نام ترانزیستور بسیار راحت‌تر از دیگر اجزای یک مدار است و بسیاری از طراحان، سعی می‌کنند تا تمام قطعات را به ترانزیستور تبدیل کنند و سپس یک خروجی ثابت با سرعت بالا را از مدار دریافت کنند.

شرکت‌ها برای افزایش قدرت پردازشی دو راه را پیش روی خود دارند. اول این‌که با پیشرفت تکنولوژی، اندازه ترانزیستور‌های موجود در هر پردازنده را کوچک‌تر کنند تا بتوانند تعداد بیشتری از ترانزیستور را در یک مساحت ثابت جای دهند. با استفاده از این موضوع، می‌توانند انرژی و دمای تولیدی محصول را کنترل کنند.

دومین راه برای افزایش قدرت پردازشی، افزایش مساحت فیزیکی پردازنده است. برای مثال شرکت اپل توانسته بود تا با افزایش اندازه فیزیکی پردازنده، تعداد ترانزیستور‌های بسیار بیشتری را نسبت به پردازنده‌های رقیب در دو هسته بگنجاند و تمام رقبای اندرویدی خود که بعضا ۸ هسته‌ای بودند را شکست دهد. برای مثال، پردازنده A10 Fusion شرکت اپل مساحتی بالغ بر ۱۲۵ میلی‌متر مربع دارد؛ این در حالی‌است که پردازنده Snapdragon 835 که نسبت به پردازنده اپل جدید‌تر است، ۷۲.۳ میلی‌متر مربع را اشغال می‌کند. مشکلات مهمی که در این روش برای سیستم پیش‌ می‌آید، بیشتر مربوط به گرماست و مهار این گرما به نحوی که برای کل سیستم یا تجربه کاربر مشکلی پیش نیاید، نشان‌دهنده مهندسی قوی محصولات این شرکت است.

بگذارید به بحث کنسول‌ها بازگردیم.

نحوه معماری دو پردازنده‌ موجود در کنسول‌های مایکروسافت و سونی، خبر از  شباهت زیاد این دو قطعه با پردازنده گرافیکی RX 580 می‌دهد. تعداد Shader ها و معماری این پردازنده شباهت زیادی به این کارت گرافیک دارد و احتمالا تخفیف‌های ویژه ای از سمت شرکت Amd شامل دو کنسول جدید شده است، چرا‌ که این کارت گرافیک قیمتی معادل با ۵۴۰ دلار دارد.

(پردازنده ایکس باکس وان ایکس در سمت چپ- پردازنده پلی استیشن 4 پرو در سمت راست)

نکته جالبی که در پردازنده پلی‌استیشن دیده می‌شود، نحوه چینش بلوک‌های ترانزیستور‌ها است. این بلوک‌ها با متد پروانه‌ای (ابداع شده توسط سونی) چیده شده است و شباهت زیادی به پردازنده پلی‌ استیشن 4 معمولی دارد.

پردازنده این کنسول با 325mm2 مساحت، نسبت به رقیب امریکایی خود با 360mm2 مساحت، چیزی در حدود ۹ درصد کوچک‌تر است . تقریبا تمامی قسمت‌های این دو پردازنده شبیه به هم است و حتی ترانزیستور‌های دستگاه در یک نقطه مشابه متمرکز شده‌اند. البته پردازنده ایکس باکس دارای دو برابر حافظه Cache است.

اما اختلاف تقریبا ۵۰ درصدی قدرت این دو کنسول، ناشی از حافظه Cache یا اندازه بزرگ‌تر نیست. مهندسین مایکروسافت موفق شده‌اند تا کلاک کاری پردازنده‌ را به 1172 MHz برساند که نسبت به 911 MHz کنسول سونی، برتری ۲۸.۶ درصدی را نشان می‌دهد.

این روش مختص به مایکروسافت که با نام Hovis Methold شناخته می‌شود، به این شرکت اجازه داده تا نیاز ولتاز پردازنده را مستقیما در تمام نقاط پردازنده به طور یکسان تامین کند و سیستم خنک کننده را با توجه به این موضوع طراحی کند. نتیجه‌ کار یک کنسول بسیار کم صدا و خنک است که نسبت به رقیب خودش و حتی کنسول قبلی مایکروسافت کوچک‌تر است. البته معماری پردازنده 16nm FinFET نیز در این زمینه بی تاثیر نبوده است.

یکی دیگر از دلایل قدرت بیشتر کنسول ایکس باکس، چهار گیگابایت حافظه اضافه در اختیار سیستم است که عدد نهایی حافظه موقت کنسول را به ۱۲ می‌رساند. در مقابل رم کنسول سونی همان ۸ باقی مانده و این شرکت نیازی به افزایش این عدد حس نکرده است. به دلیل بیشتر بودن رم، کنترلر‌های کنسول مایکروسافت به 384-Bit رسیده و منابع بیشتری را در اختیار سیستم گذاشته است.

البته دقت داشته باشید که نتیجه این آزمایشات، ارتباط تنگاتنگی با سیستم عامل و بهبود‌های نرم افزاری مهندسان این دو شرکت دارد و بروزرسانی‌های مداوم باعث بیشتر شدن قدرت دو کنسول خواهد شد.  

هیچ شکی نیست که کنسول‌های نسل بعدی هم اکنون در دست ساخت است و با ظهور پردازنده‌های ۷ نانومتری، می‌توان به رشد انفجاری قدرت کنسول‌های نسل بعد امیدوار بود. همچنین تمامی قطعات پردازنده و حتی هارد دیسک کنسول‌ها در حال پیشرفت است و احتمالا نسل بعدی، بتواند در نقش یک رایانه تمام عیار ظاهر شود.